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基于FPGA实现MIL-STD-1553B协议是可行的
 时间:2007-12-15  来源:
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  一、1553B技术背景      
  MIL-STD-1553是“飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线”的代称,为美国军用标准。上世纪 60 年代时,由导航/平显/武器瞄准系统(INS/HUD/WACS)组成的综合火控系统,配上远距空射武器,使战斗机如虎添翼。但作战信息数据总量暴涨,而设备间接口各异,互联协同难度大,成为作战效能的瓶颈。同时,由于缺乏统一标准,开发、维护和改进的成本不断上升。于是 1973 年后,美军方先后公布 MIL-STD-1553A(USAF)标准和 1553B 改进标准。粗略的说,单个机载电子设备就类似于计算机局域网 LAN 中的单个计算机,1553 标准类似于通信协议,堪称现代作战飞机电子系统的“脊梁骨”。其核心就在于“标准”二字。有了1553B,雷达光电探测、导航、本机传感、座舱显示、外挂管理和火控计算机等得以完美的联结综合,构成了第三代战斗机标志性的分布式集中控制系统。F-16A 是采用 1553A 标准的第一种作战飞机。 

  以雷达为例,之前提到的先进的人机界面,需要火控雷达具有复杂的对外接口,同时脉冲多普勒雷达又需要强大的内部接口进行处理运算。如果没有1553B这样先进的总线,这两个接口的性能都要大打折扣。 
  
  二、1553B总线的优点 
  1、线性局域网络结构   
  合理的拓扑结构使得1553B总线成为航空系统或地面车辆系统中分布式设备的理想连接方式。与点对点连接  相比,它减少了所需电缆、所需空间和系统的重量。便于维护,易于增加或删除节点,提高设计灵活性。  

  2、冗余容错能力   
  由于其固有的双通道设计,1553B总线通过在两个通道间自动切换来获得冗余容错能力,提高可靠性。通道的自动切换对软件透明。  

  3、支持“哑”节点和“智能”节点  
  1553B总线支持非智能的远程终端。这种远程终端提供与传感器和激励器的连接接口。十分适合智能中央处理模块和分布式从属设备的连接。  

  4、高水平的电器保障性能   
   由于采用了电气屏蔽和总线耦合方式,每个节点都能够安全地与网络隔离;减少了潜在的损坏计算机等设备的可能性。  

  5、良好的器件可用性  
  1553B总线器件的制造工艺满足了大范围温度变化以及军标的要求。器件的商品化使得1553B总线得以广泛地应用在苛刻环境的项目当中。  

  6、保证了的实时可确定性  
  1553B总线的命令/响应的协议方式保证了实时的可确定性。这可能是大多数系统设计者在设计使命关键系统中选择1553B总线的最主要的原因。  
  
  三、1553B技术发展情况 
  1553B总线具有高速、灵活的特点,通信效率高,修改、扩充和维护简便。下面列举一些数据:MIL-STD-1553B 是数字命令/响应式时分制多路传输数据总线,传输速率 1M 比特/秒,足以满足第三代作战飞机的要求;字长度 20 比特,数据有效长度 16 比特;半双工传输方式,双冗余故障容错方式,传输媒介为屏蔽双绞线。 

  1553B总线的冗余度设计,提高了子系统和全系统的可靠性。总线本身(包括总线控制器、双绞线、偶合器等)平均无故障工作时间超过 10,000 小时,在全系统中基本可忽略其故障率,比歼-8Ⅱ原有联结方式好得多。同时可以省去歼-8Ⅱ设备间复杂繁琐的点对点联结,仅此一项可令全电子系统的重量减轻约 5%,并节省空间、功耗。数字传输方式与传统的模电方式相比,速度更快、反应时间更短、保密性更好、抗干扰能力更强,能充分发挥火控设备性能。字差错率小于千万分之一。在后勤维护方面,标准的接口、插卡非常容易拆卸,可以方便的通过数字式工具进行测试/虚拟。经测试仅地面测试一项,就可比以往减少 30% 的维护工时。 

  1553B协议最初是为空军设计的,随着1553B总线的优越性的不断体现和武器装备的升级换代,1553B协议已应用到各个兵种,在陆军和海军的武器和维护系统中已开始采用1553B总线。 

  随着国防现代化的建设和武器系统的升级换代,我军也开始将1553B协议大量的应用到武器系统的设计中。但由于1553B协议的复杂性和国内整体技术水平的相对落后,在1553B协议的使用中几乎都是采用国外的协议芯片,最常用的为美国DDC公司的协议芯片。 
  
  四、1553B协议芯片国产化 
  基于对1553B规范和gjb289a-97的消化理解,通过FPGA来实现MIL-STD-1553B协议是可行的,目前的科研院所和相关的单位在这方面作了大量的工作,设计出的协议芯片已经能够完全1553B规范。恩菲特科技于2005年推出的EP-H31580就是典型的代表。基于E


 网友评论
自控网网友 发表时间:2008-3-20 8:33:59
多协议航空总线卡(集成MIL-STD-1553b、429、串口、I/O)
我公司最新推出多协议航空总线卡,均基于FPGA自主研发,支持总线类型有:1553b、429、串口、I/O,宽温设计,可方便的对各种总线进行仿真测试,减小体积,降低成本。经客户使用验证,性能及稳定性优异,并顺利通过验收。目前已正式推向市场。

多协议航空总线卡,一块卡集成了:

a、4收4发Arinc429
b、单通道多功能MIL-STD-1553b
c、4路全双工防浪涌232/422/485
d、8路输入8路输出的I/O

支持PCI、cPCI/PXI总线接口
宽温设计:-40℃~+85℃

此外,我公司最新也推出基于USB2.0接口的MIL-STD-1553b、ARINC429、232/422/485接口卡系列,宽温设计,极大方便的对各种总线进行仿真测试,更适合于野外携带测试。

支持4收4发或2收2发通道的Arinc429;
支持单通道单功能或单通道多功能的MIL-STD-1553b;
支持4路全双工防浪涌的232/422/485。

欢迎来电、来函咨询!
曾先生 13772134158 Email/msn: dbjohn@163.com
自控网网友 发表时间:2007-12-23 12:00:57
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